Wetenschap
Zeer efficiënte en stabiele nabij-infraroodfosfor voor nachtzicht en bio-imaging
Nabij-infrarood (NIR) lichtbron, gekenmerkt door niet-destructieve en snelle detectie, heeft een breed scala aan toepassingen op diverse gebieden, waaronder voedseltesten, veiligheid, detectie, landbouwproductie en biogeneeskunde. De beschikbaarheid van een compacte, zeer efficiënte en goedkope NIR-fosfor is een sleutelfactor bij het bereiken van een brede toepassing ervan.
NIR pc-LED, met eigenschappen zoals lagere kosten en instelbare emissiegolflengte, heeft brede aandacht gekregen. De sleutel ligt in de ontwikkeling van NIR-lichtgevende materialen met breedbandemissie, hoge lichtefficiëntie en thermische stabiliteit. De instelbare lichtgevende eigenschappen van Cr 3+ hebben de aandacht van onderzoekers getrokken.
Niettemin is de diversiteit in Cr 3+ luminescentiecentra over verschillende gastheren vormen een uitdaging. In eerdere onderzoeken zijn er verschillende opvattingen over de vraag of de nabij-infrarode luminescentie van Cr 3+ komt van 4-ligand of 6-ligand of 8-ligand. Systematisch en diepgaand onderzoek is essentieel om de relatie tussen Cr 3+ 's bezettingsgraad en de reagerende fotoluminescentie-eigenschappen.
Daartoe heeft een team van onderzoekers onder leiding van Gemei Cai van de Central South University in China de luminescerende eigenschappen en de kristalveldomgeving van Cr 3+ onderzocht. in speciale matrix Y2 Mg2 Al2 Si2 O12 met meerdere kationische sites. De NIR pc-LED's zijn gemaakt van de ontwikkelde NIR-emitterende fosforen en de potentiële toepassingen van deze NIR-lichtbronnen in nachtzicht, bio-imaging en niet-intrusieve detectie werden gedemonstreerd.
"Met behulp van kristallografisch onderzoek, spectroscopiekarakterisering en kristalveldsterkteanalyses wordt geverifieerd dat Cr1, Cr2 en Cr3 afkomstig zijn van Cr 3+ in Al/SiO4 tetraëdrische, Mg/AlO6 octaëdrische en Y/MgO8 respectievelijk dodecaëdrische locaties", zegt Cai.
"Potentiële toepassingen voor deze geassembleerde geminiaturiseerde NIR pc-LED omvatten nachtvisualisatie, bio-imaging en niet-intrusieve detectie, zoals aangetoond door de duidelijke visualisatie van bloedvaten in een hand, evenals de chip- en circuitlay-out op een magnetische kaart onder NIR verlichting."
De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Powder Materials , presenteer Cr 3+ -geactiveerde NIR-fosforen met kenmerken van uitstekende luminescentie voor multifunctionele toepassingen. De studie toont ook de haalbaarheid van de strategie aan door het ontwerpen van multi-luminescerende centra met een middelmatig zwakke kristalveldomgeving voor Cr 3+ om breedbandemissie te bereiken.